Bosch: alla ricerca dell’emissione zero, dai motori Diesel agli impianti aziendali

Senza particolari costi e con componenti già reperibili sul mercato, il motore Diesel supportato dalla nuova tecnologia Bosch emetterà solo 13 mg/km di Nox. Al via i nuovi sistemi di trattamento dei gas di scarico per ridurre le emissioni di gas nocivi al di sotto dei limiti prestabiliti per l’Europa nel 2020. Bosch si propone anche di raggiungere la carbon neutrality del suo settore manifatturiero, portando avanti progetti in quattro macro aree ben definite.

Bosch, oltre il Common Rail

Come già era avvenuto con il lancio industriale del Common Rail, il sistema di iniezione ad alta pressione del gasolio che di fatto ha dato inizio all’era moderna del Diesel, ora Bosch fa compiere un balzo in avanti a questa tecnologia.

Da un punto di vista del rendimento energetico e del rispetto ambientale, è una delle più valide per auto e veicoli commerciali. Il nuovo sistema si basa su:

• processi di post trattamento per abbattere le emissioni e
• flessibilità del ricircolo dei gas e dell’aria in maniera da ottenere una guida più dinamica e adattabile ai vari percorsi urbani ed extraurbani.

Emissioni nei Motori Diesel e Benzina

In Europa a partire dal 2020, tutte le auto di nuova immatricolazione non dovranno emettere più di 120 mg/km di ossido di azoto (NOx). È risaputo che le emissioni di un autoveicolo alimentato a benzina o a gasolio, non si concentrano solo sugli NOx. Una volta che la fase di combustione del motore è terminata, avviene la cosiddetta fase di scarico. In quest’ultima, i gas esausti vengono fatti uscire ed emessi in atmosfera.

Insieme agli NOx si possono trovare tracce di:

• monossido di carbonio (CO) e
• di idrocarburi incombusti (HC)

derivanti dalla combustione incompleta del combustibile, dovuta per esempio a una mancanza di ossigeno.

Inoltre, è bene considerare anche una categoria di inquinanti molto importante oggigiorno, ovvero il particolato, che nelle grandi metropoli raggiunge livelli altissimi. Nei motori Diesel la miscela bruciata in camera di combustione è detta eterogenea, poiché non è premiscelata e l’iniezione di combustibile avviene direttamente in camera di combustione.

Questa caratteristica permette di lavorare con un eccesso di ossigeno costante, dando la possibilità agli ossidi di azoto NOx di formarsi in grande quantità. Al contrario, grazie alla presenza di ossigeno, il monossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti sono molto pochi, essendo il combustibile completamente bruciato senza lasciare residui. Aiutano la formazione di NOx anche l’alta temperatura in camera e l’elevato rapporto di compressione.

Il dilemma della temperatura

La temperatura ha un ruolo fondamentale nei sistemi di trattamento e spesso è la principale causa di un malfunzionamento. Non si tratta della temperatura in camera, ma bensì di quella dei gas di scarico in arrivo nei sistemi di post trattamento. A carichi parziali la temperatura dei gas di scarico non raggiunge i 300°C e durante l’avviamento a freddo non sfiora neanche i 200°C.

Questo non permette al filtro antiparticolato di ossidare il particolato e all’SCR di rimuovere l’ammoniaca in eccesso. Ed è qui che entra in gioco Bosch. L’azienda ha effettuato un proficuo studio con l’obiettivo di cercare soluzioni che siano in grado di gestire nel migliore dei modi queste temperature. Non solo nei sistemi post trattamento alzandole, ma anche in camera di combustione, abbassandole. Tramite la gestione degli EGR, evitando così la detonazione del combustibile, causa di ingenti danni alle componenti del motore.

La tecnologia Bosch nello specifico

In pratica il sistema è composto da:

• un filtro antiparticolato DPF montato il più vicino possibile alla testata del motore così da raggiungere il prima possibile la temperatura minima di funzionamento,
• un catalizzatore SCR con relativo iniettore di AdBlue localizzato subito dopo il filtro antiparticolato,
• un turbocompressore aggiornato che deve rispondere più velocemente così da ricambiare i gas di scarico e
• un sistema di ricircolo degli EGR ottimizzato sia di alta che di bassa pressione.

Grazie a ciò è possibile adottare uno stile di guida dinamico e quindi passare alle alte velocità senza rischiare di avere picchi nelle emissioni di ossidi di azoto. Ugualmente importante è l’influenza della temperatura. Per assicurare la conversione ottimale dei NO_x, la temperatura dei gas di scarico deve essere superiore a 200 °C. Nella guida urbana i veicoli spesso non riescono a raggiungere questa temperatura. Bosch ha quindi optato per un sofisticato sistema di gestione termica per il motore diesel.

Il sistema regola attivamente la temperatura dei gas di scarico, assicurando che il sistema di scarico resti sufficientemente caldo per funzionare entro una gamma di temperatura stabile e che, allo stesso tempo, il livello di emissioni resti basso.

Bosch tra innovazione e futuro

Una volta apportate queste modifiche, i motori diesel, oggetto di prova della Bosch, sono stati esaminati nel ciclo RDE e hanno registrato emissioni di NOx pari a soli 13mg/km con un picco di 40mg/km nei percorsi urbani più impegnativi.

Numeri ancora più pesanti se si pensa che nel 2020 il limite di emissioni di NOx sarà di 120 mg/km. Altro aspetto da tenere in considerazione è il costo di tali motori. Bosch presume che il costo del sistema di propulsione sarà all’incirca paragonabile a quello degli attuali sistemi di propulsione diesel dotati di SCR con AdBlue. Non è un caso che il nuovo sistema di propulsione diesel sia stato inaugurato su una vettura compatta.

Bosch ritiene che la maggioranza dei veicoli che utilizzeranno la nuova tecnologia diesel saranno quelli con cilindrata fino a 1,6 litri, e quindi anche la classe delle compatte. Ovviamente il sistema può essere maggiorato per classi di veicoli più grandi, come i Suv. Una tecnologia che potrebbe cambiare di molto gli scenari futuri andando non solo a salvare la motorizzazione diesel dall’estinzione, ma anche a salvaguardare il nostro ambiente.

Bosch Rexroth – A Bosch Company

Per non farsi mancare nulla, Bosch Rexroth una compagnia della Bosch sta lavorando sempre più operosamente sull’abbattimento di un altro inquinante molto pericoloso, uno dei più presenti nell’atmosfera insieme agli altri sopracitati, la CO2.

L’industria manifatturiera, secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE), è responsabile di quasi un terzo delle emissioni mondiali di anidride carbonica. Con lo scopo di ridurre le emissione di CO2 Bosch Rexroth sta intensificando i suoi sforzi in dei piani di azione che stanno già ottenendo risultati positivi.

Obiettivi e attuazione

Volkmar Denner, CEO di Robert Bosch GmbH ha annunciato che Bosch sarà la prima grande azienda industriale a raggiungere l’obiettivo tanto ambito della carbon-neutrality, tutte le 400 sedi di Bosch saranno ad impatto zero.

Quattro sono le misure principali che l’azienda sta adottando per raggiungere questo ambizioso traguardo:

• miglioramento dell’efficienza energetica;
• aumento della percentuale di rinnovabili nell’approvvigionamento energetico;
• maggiore utilizzo di energia verde;
• strategia di compensazione delle emissioni inevitabili di carbonio.

Seguendo queste misure Bosch Rexroth prevede che saranno neutralizzati 3,3 milioni di tonnellate di CO₂ l’anno a partire da quest’anno.

I progetti Bosch

Molti progetti sono in esecuzione per raggiungere la carbon-neutrality e anche l’installazione di impianti rinnovabili fanno parte di essi.

Si sta studiando la possibilità di costruire un impianto fotovoltaico e di ottimizzare le strutture già presenti. Molto interessante è anche il passaggio all’illuminazione LED già dal 2012. L’introduzione delle lampade a Led, a pari livello di potenza illuminante installata, ha più che dimezzato le emissioni di CO2 facendole scendere fino a 101.080 kg mentre il consumo di potenza elettrica è sceso a 73.000 Watt.

Un risultato ulteriormente importante lo si è ottenuto in termini di costi arrivando ad ottenere una riduzione di circa 40.000 euro all’anno. Oltre a questi, tra i progetti più rilevanti di Bosch Rexroth per migliorare l’efficienza energetica ci sono:

• la sostituzione delle Unità di trattamento aria con modelli ad elevata efficienza (triplo recupero di calore),
• l’utilizzo di serramenti ad elevata prestazione termica nei vari edifici,
• l’uso di impianti efficienti per il controllo e la regolazione delle temperature negli edifici (fancoil ad inverter con velocità controllata e valvole di regolazione dei fluidi),
• l’adozione di timer per lo spegnimento degli impianti,
• l’utilizzo di impianti a pompa di calore.

Questi ultimi oltre ad avere un maggior rendimento, non prevedono combustione essendo elettrici. L’assenza di combustione implica zero emissioni di CO₂ nell’atmosfera.

Bosch Rexroth, infine, sta promuovendo internamente altre azioni sostenibili, come ad esempio l’utilizzo di tazze e borracce per evitare l’uso della plastica, la raccolta differenziata e la riduzione degli sprechi d’acqua.

Visione Bosch quindi sta investendo sul rinnovabile, sta cercando di diminuire quello che è effettivamente l’inquinamento nell’atmosfera, e per la dimensione che occupa sicuramente ciò comporta una svolta per niente indifferente. Inoltre, si sta muovendo con progetti a medio termine che abbiano una validità nel futuro prossimo.

È fondamentale che altre grandi multinazionali come Bosch prendano esempio e inizino a pensare in maniera più sostenibile e rinnovabile pur continuando a trarre vantaggio da quello che producono e mantenendo un bilancio soddisfacente.

Articolo a cura di Marco MASETTI